Принципы работы интерфейса RS-232

В состав PC AT входит оборудование, которое обеспечивает об­мен данными между различными устройствами в последовательном коде по асинхронному методу. Это оборудование соответствует требованиям стандарта США RS-232C и рекомендациям V.24 и V.28 международного консультативного комитета по телефонии и телеграфии МККТТ (CCITT). Этим стандартам соответствуют ГОСТ 18145-81 и ГОСТ 23675-79 со­ответственно.

В дальнейшем будем называть такое оборудование наиболее расп­ространённым термином - интерфейсом RS-232C, или последовательным асинхронным интерфейсом.

Обычно PC имеют в своем составе два интерфейса RS-232C, кото­рые обозначаются COM1 и COM2. Возможна установка дополнительного оборудования, которое обеспечивает функционирование в составе PC четырех, восьми и шестнадцати интерфейсов RS-232C.

Интерфейс RS-232C обеспечивает следующие возможности:

1) применение PC в качестве абонентского пункта в системах и сетях телеобработки данных. В этом случае PC подключается через этот интерфейс к устройствам преобразования сигналов (модемам), которые в свою очередь подключаются к каналам связи;

2) подключение к PC различных устройств ввода-вывода (графо­построителей, принтеров, графических манипуляторов, внешних НГМД, стриммеров и т.д.);

3) объединение нескольких PC между собой и с другими ЭВМ для организации перекачки файлов между ними.

Широкое применение интерфейса RS-232C объясняется его универ­сальностью в части диапазона скоростей передачи информации (от 50 до 115 000 бит в секунду), "прозрачностью", т.е. отсутствием зап­рещенных к использованию для передачи данных кодовых комбинаций, наличием специализированных БИС и ИС, на которых достаточно эффек­тивно реализуется данный интерфейс, простотой конструкции соедини­тельных кабелей.

Основные принципы обмена информацией по интерфейсу RS-232C заключаются в следующем:

1) обмен данными обеспечивается по двум цепям, каждая из ко­торых является для одной из сторон передающей, а для другой прием­ной;

2) в исходном состоянии по каждой из этих цепей передается двоичная единица, т.е. стоповая посылка. Передача стоповой посылки может выполняться сколько угодно долго;

3) передаче каждого знака данных предшествует передача стар­товой посылки, т.е. передача двоичного нуля в течение времени, равного времени передачи одного бита данных;

4) после передачи стартовой посылки обеспечивается последова­тельная передача всех разрядов знака данных, начиная с младшего разряда. Количество разрядов знака может быть 5, 6, 7 или 8;

5) после передачи последнего разряда знака данных возможна передача контрольного разряда, который дополняет сумму по модулю 2 переданных разрядов до четности или нечетности. В некоторых систе­мах передача контрольного разряда не выполняется;

6) после передачи контрольного разряда или последнего разряда знака, если формирование контрольного разряда не предусмотрено, обеспечивается передача стоповой посылки. Минимальная длительность посылки может быть равной длительности передачи одного, полутора или двух бит данных.

Обмен данными по описанным выше принципам требует предвари­тельного согласования приемника и передатчика по количеству ис­пользуемых разрядов в символе, правилам формирования контрольного разряда и длительности передачи бита данных.

Последнее согласование обеспечивается путем стандартизации ряда скоростей: 50, 75, 100, 110, 200, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19 200, 38 400, 57 000 или 115 000 бит в секунду. Установ­ленная скорость должна отличаться от номинальной не более чем на 2 %, что гарантированно обеспечивается применением генераторов с кварцевыми резонаторами.

Обычно используется генератор с частотой 1,8432 МГц.

Универсальный асинхронный прие­мопередатчик (УАПП) RS-232C

Основные функции, выполняемые оборудованием интерфейса RS-232C:

1) обеспечение преобразования параллельного кода в последова­тельный при передаче данных и обратное преобразование при их прие­ме;

2) формирование стартового, контрольного и стопового разрядов при передаче данных;

3) контроль правильности приема стартового, контрольного и стопового разрядов при приеме. Анализ их "переполнения", когда ра­нее принятые знаки не переписываются в системную шину до приема очередного знака;

4) прием и передача знака на фиксированных скоростях;

5) формирование и контроль состояния сигналов в интерфейсе RS-232C;

6) организация диагностической проверки без использования подключаемого к интерфейсу RS-232C оборудования.

Оборудование, выполняющее перечисленные выше функции, реали­зуется в виде БИС, которые получили наименование "универсальный асинхронный приемопередатчик" (УАПП) (UART). УАПП реализованы в виде целого ряда БИС различных конструкций и компоновки. Эти БИС могут располагаться как на базовой плате РС, так и входить в раз­личных комбинациях в адаптеры интерфейсов.